Предъявите ваш генетический паспорт!
|
Впечатляющие успехи, достигнутые в последние годы генетикой и молекулярной биологией, дают медикам реальную возможность решить проблемы эффективной профилактики, точной диагностики наследственных болезней и применения генной терапии для их лечения. Внедрение генетики в практическое здравоохранение в начале 90-х годов в нашей стране привело к созданию Медико-генетического научного центра РАМН. Его задачей стала организация современной медико-генетической службы в России.
Наш собеседник - заместитель председателя Консультативного совета по медико-генетической службе Минздрава России, руководитель лаборатории Медико-генетического научного центра профессор Николай КУЛЕШОВ. - В Российской Федерации ежегодно в медико-генетические учреждения обращаются свыше 150 тыс. семей с отягощенными наследственными и врожденными болезнями, которым оказываются различные виды помощи - от консультации с проведением генетической диагностики до пренатального исследования плода. Проводится свыше 47 тыс. цитогенетических анализов, то есть на уровне хромосом (из них пренатальных свыше 4000) и около 4000 ДНК-диагностик, из них более 500 - на дородовой стадии. Осуществляется ДНК-диагностика около 25 наследственных заболеваний. Выполняется она федеральными медико-генетическими центрами и клиниками при медицинских вузах. По нашим данным, в России ежегодно в ходе дородовой диагностики плода проводится более 350 ДНК-диагностических анализов и около 1500 цитогенетических. В этой области медицины Россия сильно уступает США, Канаде и Западной Европе, где идентификация "плохих" генов и хромосом постепенно входит в стандарт медицинской помощи. Генетический скрининг новорожденных в России до сих пор ограничивается диагностикой фенилкетонурии и гипотиреоза. В настоящее время он охватывает свыше 95% роддомов. Приказ МЗ РФ № 457 от 28.12.2000 "О совершенствовании пренатальной диагностики в профилактике наследственных и врожденных заболеваний у детей" предусматривает обязательный скрининг всех беременных с целью профилактики и предупреждения этих тяжелых патологий. Методы ДНК-диагностики незаменимы в пренатальной диагностике наследственных заболеваний - миодистрофии Дюшенна и Беккера, муковисцидоза, миотонической дистрофии. Исследования, проведенные в первом триместре беременности, позволяют предотвратить рождение детей с тяжелыми наследственными патологиями, а в случае недостаточности 21-гидроксилазы провести и дородовое лечение. Важным преимуществом ДНК-диагностики является возможность определения носительства поврежденного гена для женщин в случае Х-сцепленных заболеваний. В последнее время появились принципиально новые возможности диагностики наследственных болезней, основанные на анализе мутантных аллелей у больных, членов их семей или у предполагаемых гетерозиготных носителей патологических мутаций. При этом молекулярно-генетическая диагностика может быть проведена на любых стадиях онтогенеза, начиная со стадии зиготы. При прямой ДНК-диагностике объектом исследования являются мутации определенного гена, идентификация которых - главная задача анализа. Этот вариант диагностики точен, но для его проведения требуется информация о локализации, природе и частоте мутаций гена или данные о наличии в нем "горячих точек" или области преимущественного мутирования. Помимо абсолютной точности идентификации мутации к достоинствам прямых методов относится отсутствие необходимости вовлечения в исследование родственников больного. Прямая диагностика применяется пока для сравнительно небольшого числа наследственных заболеваний, молекулярная природа которых хорошо известна: муковисцидоз, дефицит альфа-1-антитрипсина, миодистрофия Дюшенна, спинальная амиотрофия, атаксия Фридрейха, болезнь Вильсона - Коновалова, болезнь Виллебранда, гемофилия А и В, талассемия, дефицит гормона роста, нейрофиброматоз, синдром ломкой Х-хромосомы и другие болезни. Непрямые методы ДНК-анализа используются в тех случаях, когда ген не идентифицирован и не известна природа мутаций, а также в диагностике болезней, при которых мутации гена слишком разнообразны. В таком случае диагностика строится на семейном анализе ДНК-маркеров, тесно сцепленных с исследуемым геном, или внутригенных маркеров, если имеется информация о них. Своеобразную группу форм наследственной патологии представляют синдромы, обусловленные генетическими дефектами, которые занимают промежуточное положение между собственно генными мутациями и хромосомными перестройками, обычно - микроделециями. Сочетание тонкого цитогенетического и молекулярного анализа соответствующих участков хромосом позволило точно картировать их и секвенировать прилежащие к точкам разрыва последовательности ДНК. Эти результаты помогают понять природу таких синдромов и открывают новые возможности для их точного диагноза и прогноза. Тонкий молекулярный анализ позволяет также открывать и исследовать новые, ранее неизвестные гены человека, идентифицировать новые мутации при различных формах наследственных болезней. Основная часть работ по генной терапии наследственных заболеваний ориентирована на получение корригирующих последовательностей и векторов, их перенос и встраивание в клетки-реципиенты. На современном этапе генную терапию можно определить как лечение наследственных, мультифакториальных и других заболеваний человека путем введения генов в клетки с целью направленного изменения генетических нарушений или придания клеткам новых функций. Для этой цели испытываются плазмидные и вирусные векторы, баллистические микроинфузии, трансплантация клеток и другие методы. Ряд исследователей в разных странах полагает, что сегодня наиболее реальна генная терапия муковисцидоза. В России ведутся инициативные экспериментальные разработки по генной терапии муковисцидоза и другой моногенной болезни - миодистрофии Дюшенна. Муковисцидоз (кистозный фиброз поджелудочной железы) - одна из наиболее часто встречающихся наследственных болезней. Это тяжелое, рецессивно наследуемое заболевание обусловлено дефектами в выделенном и клонированном гене CFRT (cystic fibrosis transmembrane regulator), которые приводят к поражению экзокринных желез и проявляются чаще всего в виде бронхолегочных изменений. Надеяться на более быстрый успех генной терапии позволяет доступность легочной ткани для ингаляций, тем более что для терапевтического эффекта достаточно всего 5-10% нормально функционирующих клеток. Среди возможных векторов для доставки корригирующих ДНК к клеткам и тканям-мишеням при генной терапии муковисцидоза рассматриваются вирусные, плазмидные, липосомные и пептидные конструкции. Однако до начала клинических испытаний предстоит еще решить непростые вопросы взаимодействия генетических препаратов с клетками, устойчивости эффекта и т.д. Стандартная схема генной терапии наследственного дефекта включает ряд последовательных этапов. Она начинается с создания полноценно работающей генетической конструкции, содержащей смысловую, то есть кодирующую белок и регуляторную часть гена. Данному этапу предшествуют выбор и определение типа клеток-мишеней, подлежащих генетической модификации. На следующем этапе решается проблема способа эффективной доставки вектора этой конструкции в клетки-мишени и обеспечение безопасности вводимой генетической конструкции. Затем проводится перенос чужеродного гена в клетки-мишени, оценивается эффективность его доставки, степень коррекции первичного биохимического эффекта в условиях клеточных культур in vitro и in vivo на модельных животных. После проведения этих этапов и получения ожидаемых результатов возможна реализация клинического генотерапевтического протокола. Одним из решающих условий получения положительного генотерапевтического результата являются обеспечение эффективной доставки чужеродного гена в клетки-мишени и создание условий для его работы. Существует два подхода доставки генов в соматические клетки - перенос генов in vivo и ex vivo. При первом подходе ген доставляется прямо в организм больного и переносится в клетки in situ. Перспективным методом генной терапии считается технология ex vivo, когда клеточный материал, взятый от пациента, реплантируется ему после экстракорпоральной генной коррекции. Несмотря на усилия многих генетических центров, испытанные на сегодня векторные системы пока далеки от совершенства. Если проблема доставки чужеродной ДНК in vitro в основном решена, а ее доставка в клетки-мишени разных тканей in vivo близка к разрешению, то другие характеристики существующих векторных систем (стабильность интеграции, регулируемая экспрессия, безопасность и др.) нуждаются в серьезной доработке. Наиболее высокая интеграция в геном чужеродного гена и его продолжительное действие достигались при использовании ретровирусных и аденоассоциированных векторов. Однако их применение сопряжено с опасностью, связанной с их патогенностью и возможным неконтролируемым нарушением функционирования генома клетки. Современные подходы к медико-генетической профилактике различных наследственных патологий включают комплекс мероприятий по предотвращению передачи патологического гена или хромосомной мутации в ряду поколений, по предупреждению развития болезни или снижению тяжести ее проявления. Значительное продвижение в профилактике врожденных и наследственных болезней связано с внедрением пренатальной диагностики состояния развития плода. Ее основу составляют методы, направленные на точное установление у плода той или иной аномалии, будь она хромосомной или генной природы. В ряде стран широко внедряется профилактика, направленная на обеспечение оптимальных условий для созревания зародышевых клеток, их оплодотворения и образования зиготы, ее имплантации и раннего развития плода. Современный уровень развития генетики позволил ученым предложить совершенно новый подход к профилактике путем проведения генетического типирования каждого человека и создания биологических или генетических паспортов, где будет показано состояние хромосомного набора и определена предрасположенность к тем или иным распространенным заболеваниям, связанным с генными или хромосомными изменениями. Марина КЫН, корр. "МГ". |